Evaluation de la contribution d'émissions sidérurgiques à la teneur en particules en suspension dans l'atmosphère à une échelle locale

par Dany Hleis

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Dominique Courcot.

Soutenue en 2010

à Littoral .

mots clés

• Factorisation matricielle
• Nmf
• Pmf
• Meb-edx
• Polluants atmosphériques -- Analyse
• Air -- Qualité
• Polluants inorganiques
• Sidérurgie
• Spectroscopie d'émission atomique à plasma induit par haute fréquence
• Microscopie électronique à balayage

Résumé

Les objectifs principaux de cette étude étaient de parvenir à expliquer les variations temporelles des teneurs en particules fines en suspension dans l'air à l’échelle locale de l’agglomération de Dunkerque et d’évaluer la part de différentes sources d’émission à la charge particulaire. Une campagne de prélèvements sur un site fixe a été menée en continu sur une période de 4 mois en 2008, permettant de disposer de particules collectées sous influence urbaine, industrielle, marine et continentale. En préalable, les caractéristiques des émissions particulaires d’un site sidérurgique ont été mises en évidence, a�� partir notamment des profils de composition élémentaire globale ou de données d’analyse individuelle de particules. Dans l’environnement, les variations de teneurs en éléments et ions majeurs s’expliquent non seulement par des émissions locales, dont l’impact est très dépendant des conditions de vent rencontrées sur le site, mais aussi par des apports de plus grande distance. Afin de parvenir à une évaluation de l’impact de différentes sources, une version pondérée de factorisation matricielle non négative (NMF) a été développée et utilisée. L’exploitation des données nous a permis de quantifier la part respective des contributions industrielles et non industrielles sur la composition des particules en suspension dans l’air.

Titre traduit

Assessment of the contribution of steel plant emissions on the levels of airborne particulate at a local scale

Résumé

The main objectives of this thesis were to explain the temporal variation of airborne particulate levels at a local scale in the city of Dunkirk (North of France) and to assess a source apportionment. A particular attention was paid to the impact of industrial emissions on air quality during the sampling period. Airbornes particulates were collected over four month period in 2008 under various influences : urban, industrial, sea and continental. Particulate emissions from an integrated steelworks were also analyzed to get their characteristics : element profiles from global analysis and data on individual particulate composition. In ambient air, the levels of metals and soluble ions contents depend not only on local emissions, but also on the contribution of long range transport particulate. Source apportionment was provided from the application of a weighted non negative matrix factorization (NMF) tool developed within the scope of this work. Results analysis did permit the evaluation of both industrial and non industrial contribution on the composition of airborne particulate.